Propan

Propan
Molecula de propan
Identificare
Numele IUPAC	propan
Sinonime	n- propan dimetilmetan R290
N o CAS	74-98-6
N o ECHA	100.000.753
N o EC	200-827-9
PubChem	6334
ZÂMBETE	CCC PubChem , vizualizare 3D
InChI	InChI: vizualizare 3D InChI = 1S / C3H8 / c1-3-2 / h3H2,1-2H3
Aspect	gaz lichefiat comprimat, inodor, incolor
Proprietăți chimice
Formula brută	C 3 H 8   [Izomeri]
Masă molară	44,0956 ± 0,003  g / mol C 81,71%, H 18,29%,
Momentul dipolar	0,084  ± 0,001  D
Proprietăți fizice
T ° fuziune	-187,63  ° C
T ° fierbere	−42,1  ° C
Solubilitate	75  mg · l -1 ( apă , 20  ° C )
Parametrul de solubilitate δ	13,1  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Masa volumică	2.0098  kg · m -3 ( 0  ° C , 1 015  mbar , gaz). 5812  kg · l -1 ( -42,1  ° C , 1 015  mbar , lichid) ecuaţie: ρ=1.3757/0,27453(1+(1-T/369,83)0,29359){\ displaystyle \ rho = 1.3757 / 0.27453 ^ {(1+ (1-T / 369.83) ^ {0.29359})}} Densitatea lichidului în kmol · m -3 și temperatura în Kelvin, de la 85,47 la 369,83 K. Valori calculate: 0,49106 g · cm -3 la 25 ° C. T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 85,47 −187,68 16.583 0,73126 104,43 −168,72 16.18957 0,71391 113,91 −159,24 15.98919 0,70508 123,38 −149,77 15.78607 0,66912 132,86 −140,29 15.58004 0,68703 142,34 −130,81 15.37091 0,67781 151,82 −121,33 15.15847 0,66844 161.3 −111,85 14.94247 0,65892 170,78 −102,37 14.72265 0,66422 180,26 −92,89 14.49871 0,63935 189,74 −83,41 14.2703 0,62928 199,21 −73,94 14.03704 0,61899 208,69 −64,46 13.79848 0,60847 218.17 −54,98 13.5541 0,5977 227,65 −45,5 13.30331 0,58664 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 237.13 −36,02 13.0454 0,57526 246,61 −26,54 12.77951 0,56354 256.09 −17,06 12.50464 0,55142 265,56 −7,59 12.21953 0,53884 275.04 1,89 11.92263 0,52575 284,52 11.37 11.61198 0,51205 294 20,85 11.28499 0.49763 303,48 30.33 10.93822 0,48234 312,96 39,81 10.56686 0,46597 322,44 49.29 10.16385 0,4482 331,92 58,77 9.71813 0,42854 341,39 68,24 9.21055 0,40616 350,87 77,72 8.60236 0,37934 360,35 87.2 7.78763 0,34341 369,83 96,68 5.011 0,22097
Temperatura de autoaprindere	470  ° C
Punct de aprindere	−104  ° C
Limite explozive în aer	1,7 - 10,8  % în volum 31 - 202  g · m -3
Presiunea saturată a vaporilor	8,327  bari la 20  ° C 10,8  bari la 30  ° C 17,081  bari la 50  ° C ecuaţie: Pvs=eXp(59.078+-3492,6T+(-6.0669)×lnu(T)+(1.0919E-5)×T2){\ displaystyle P_ {vs} = exp (59.078 + {\ frac {-3492.6} {T}} + (- 6.0669) \ times ln (T) + (1.0919E-5) \ times T ^ {2})} Presiunea în pascale și temperatura în Kelvins, de la 85,47 la 369,83 K. Valori calculate: 953 257,14 Pa la 25 ° C. T (K) T (° C) P (Pa) 85,47 −187,68 0 104,43 −168,72 0,09 113,91 −159,24 0,84 123,38 −149,77 5.6 132,86 −140,29 27,68 142,34 −130,81 107,93 151,82 −121,33 348,17 161.3 −111,85 962,5 170,78 −102,37 2 343,18 180,26 −92,89 5.132,18 189,74 −83,41 10.286,81 199,21 −73,94 19.129,02 208,69 −64,46 33.371,48 218.17 −54,98 55.119,11 227,65 −45,5 86.848,72 T (K) T (° C) P (Pa) 237.13 −36,02 131,373 246,61 −26,54 191.796,36 256.09 −17,06 271,469,9 265,56 −7,59 373 951,9 275.04 1,89 502.978,37 284,52 11.37 662.446,88 294 20,85 856.414,89 303,48 30.33 1.089.113,33 312,96 39,81 1.364.974,76 322,44 49.29 1.688.675,49 331,92 58,77 2.065.190,71 341,39 68,24 2.499.861,99 350,87 77,72 2.998.476,33 360,35 87.2 3.567.356,92 369,83 96,68 4.213.500
Punct critic	96,75  ° C , 42,5  bari , 0,2  s -1 · mol -1
Punct triplu	1,685 × 10 -9  bari la -188,15  ° C
Viteza sunetului	1158  m · s -1 (lichid, -42,1  ° C )
Termochimie
S 0 lichid, 1 bar	171,0  J · mol -1 · K -1
Δ f H 0 gaz	-104,7  kJ · mol -1
Δ f H 0 lichid	-119,8  kJ · mol -1
Δ vap H °	16,25  kJ · mol -1 până la 25  ° C 18,774  kJ · mol -1 până la -42,11  ° C
C p	73,6  J · mol -1 · K -1 ( 25  ° C , gaz) 98,36  J · mol -1 · K -1 ( -43,15  ° C , lichid) ecuaţie: VSP=(28.277)+(1,1600E-1)×T+(1,9597E-4)×T2+(-2.3271E-7)×T3+(6.8669E-11)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (28.277) + (1.1600E-1) \ times T + (1.9597E-4) \ times T ^ {2} + (- 2.3271E-7) \ times T ^ {3} + (6.8669E-11) \ ori T ^ {4}} Capacitatea termică a gazului în J · mol -1 · K -1 și temperatura în Kelvin, de la 100 la 1500 K. Valori calculate: 74.658 J · mol -1 · K -1 la 25 ° C. T (K) T (° C) C p (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C p (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 100 −173,15 41,611 944 193 −80,15 56.387 1.279 240 −33,15 64.416 1461 286 12,85 72.498 1644 333 59,85 80 887 1.834 380 106,85 89.318 2.026 426 152,85 97.528 2 212 473 199,85 105.800 2 399 520 246,85 113.887 2.583 566 292,85 121.565 2 757 613 339,85 129.117 2 928 660 386,85 136.328 3 092 706 432,85 143,022 3 243 753 479,85 149,461 3 389 800 526,85 155.477 3.526 T (K) T (° C) C p (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ times K}})} C p (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ times K}})} 846 572,85 160 943 3.650 893 619,85 166.092 3 767 940 666,85 170.804 3.873 986 712,85 175.005 3 969 1.033 759,85 178.897 4.057 1.080 806,85 182.412 4.137 1.126 852,85 185.521 4.207 1.173 899,85 188.403 4 273 1.220 946,85 191,038 4 332 1.266 992,85 193.435 4 387 1313 1.039,85 195 765 4.440 1360 1.086,85 198.049 4.491 1.406 1132,85 200.322 4.543 1.453 1.179,85 202 772 4.598 1.500 1 226,85 205.450 4.659
BUC	2 195,9  kJ · mol -1
PCI	2 028,37  kJ · mol -1
Proprietăți electronice
1 re energie de ionizare	10,95  ± 0,05  eV (gaz)
Precauții
SGH
Pericol H220, H220  : Gaz extrem de inflamabil
WHMIS
A, B1, A  : Presiunea absolută a gazului comprimat la 21,1  ° C = 853  kPa B1  : Limita inferioară de inflamabilitate a gazului inflamabil = 2,1% Dezvăluirea la 1,0% conform criteriilor de clasificare
NFPA 704
4 2 0
Transport
23    1978    Cod Kemler: 23  : gaz inflamabil Număr ONU  : 1978  : PROPANE Clasa: 2.1 Etichetă: 2.1  : Gaz inflamabil (corespunde grupurilor desemnate cu un F majuscul);
Ecotoxicologie
LogP	2.36
Pragul mirosului	minim: 12.225  ppm înalt: 20.005  ppm
Unități de SI și STP, cu excepția cazului în care se prevede altfel.

Propanul este un alcan liniar formula C 3 H 8. Vorbim de biopropan dacă este de origine non-fosilă.

Astăzi este derivat în principal din alte produse petroliere prin procese termochimice cu gaz sau petrol, dar începe să fie derivat și din biogaz . Este utilizat în mod obișnuit ca sursă de energie chimică prin combustie în motoarele cu ardere internă, cazane, grătar.

De obicei vândute sub formă lichidă, în special sub formă de GPL (acesta este unul dintre principalii săi constituenți). Un aditiv, etanetiolul , este folosit ca odorizant pentru a semnaliza eventualele scurgeri.

utilizare

Propanul este utilizat în principal ca combustibil și combustibil (este componenta principală a gazului petrolier lichefiat ).

În industrie, este folosit și ca reactiv pentru:

• producerea de etilenă și propenă prin crăparea cu abur  ;
• în sinteza tetracloretilenei și tetraclorometanului prin cloroliză  ;
• (recent) pentru a sintetiza (prin conversie catalizată de zeolit ) benzen , toluen și xilen  ;
• (recent) ca alternativă sau complement la fracturarea hidraulică pentru fracturarea și stimularea rocilor din rezervor în scopul extragerii gazelor naturale ( gazul de șist ) conform unei metode dezvoltate de GasFrac, o mică companie de gaze cu sediul în Calgary ( Alberta ), specializată în fracturarea hidraulică, care căuta o soluție la fel de eficientă, dar mai puțin consumatoare de apă. Propanul (uneori se folosește și azot sau un amestec de gaze) se insinuează mai bine și mai departe în microfisurile din piatră și iese mai ușor decât apa. Este, totuși, un fluid mult mai periculos de manipulat decât apa.

O oxidare catalitică este posibilă folosind platină sau paladiu ca catalizatori . Deoarece propanul este o materie primă ieftină și abundentă, oxidarea sa selectivă la monomeri ( propilenă , acid acrilic ) este studiată intens.

Proprietăți fizico-chimice

Propanul este un gaz mai dens decât aerul (de 1,5 ori) în condiții normale de temperatură și presiune , deci formează buzunare pe sol într-o încăpere plină de aer. Se descompune la o temperatură mai mare la 780 - la 800  ° C .

Arderea propanului este mai curată decât cea a benzinei (datorită raportului său avantajos H / C), dar semnificativ mai poluantă decât cea a metanului sau a hidrogenului . Prezența legăturilor CC creează reziduuri organice pe lângă vaporii de apă și dioxidul de carbon. Aceste produse fac vizibilă flacăra.

Producție și sinteză

Propanul provine în principal din purificarea gazelor naturale sau din separarea gazelor lichefiate din petrol (propan și butan ) din distilarea țițeiului.

Efecte climatice

Pământul eliberează un megatonne pe an în atmosferă.

Biopropan

Biopropanul este un gaz produs din biomasă , având aceeași compoziție chimică ca propanul comercial. În cazul primei rafinării europene din Neste din Rotterdam , este un produs secundar al producției de biodiesel din 68% deșeuri industriale (uleiuri de gătit, reziduuri de grăsime animală (în principal din Asia, dar și din Europa și Franța) și vegetale uleiuri (rapiță și ulei de palmier care constituie restul de 32% din amestec)).

Conform analizelor ciclului de viață comandate de Primagaz (evaluate pe parcursul unui an cu ADEME) „Biopropanul emite 60 de grame de CO 2echivalent / kWh, adică cu aproximativ 78% mai puțin decât combustibilii fosili de referință […] 36 grame de CO 2echivalentul / kWh se datorează aprovizionării cu biomasă, 22 grame de fabricat, 0,5 grame transportului maritim și 1,5 grame distribuției [...] păcura emite de cinci ori mai mult CO 2echivalent "decât biopropanul, ceea ce face din acesta din urmă" cel mai puțin combustibil de pe piață [...] Biopropanul Primagaz este produs în Rotterdam, în Olanda, de către Neste, cu care SHV Energy a încheiat un parteneriat de producție exclusiv cu 40.000 de tone de biopropan pe an începând cu 2018 ” . Potrivit Primagaz, jumătate din proiectele de construcție pentru locuințele unifamiliale deservite de Primagaz vor folosi biopropan din 2019, la fel ca și unele cartiere ecologice de locuințe sociale planificate. Întreg teritoriul va avea potențial acces la acesta, inclusiv cele 27.000 de municipalități care nu sunt deservite de rețeaua de gaze. Și o sticlă de gaz biopropan este planificată înainte de sfârșitul anului 2018. În 2018, Primagaz intenționează să integreze 8% din biopropan în GPL din 1.750 de stații franceze, dar în 2020 va importa doar 3% din vânzările sale.

Economie

Propanul este utilizat în rezervoare, deasupra solului sau deasupra solului și este umplut de una sau mai multe ori pe an de către furnizori, numiți cisterne cu propan. Rezervorul este, în general, disponibil gratuit în schimbul unui angajament pe mai mulți ani.

În Franța, piața gazului propan este un oligopol între Antargaz (Fost Antargaz-Finagaz), Butagaz , Primagaz și, într-o măsură mai mică, Vitogaz .

Furnizorii facilitează accesul la gaz prin instalarea rezervoarelor în locuințe care nu sunt conectate la gazul orașului ( gaz natural ). Există și rezervoare de combustibil , dar propanul este o energie mai curată de consumat în timpul arderii.

Note și referințe

1. PROPANE , fișă (e) de siguranță a Programului internațional privind siguranța substanțelor chimice , consultată la 9 mai 2009
2. (în) David R. Lide, Manual de chimie și fizică , Boca Raton, CRC,16 iunie 2008, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 și 1-4200-6679-X ) , p.  9-50
3. calculate în masă moleculară de „  masele atomice ale elementelor 2007  “ pe www.chem.qmul.ac.uk .
4. Manual de chimie, D. Lide, 2004-2005.
5. Intrarea „Propan” în baza de date chimice GESTIS a IFA (organism german responsabil cu securitatea și sănătatea în muncă) ( germană , engleză ), accesat la 20 aprilie 2009 (este necesar JavaScript)
6. (în) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, A 2 -a  ed. , 1076  p. ( ISBN  978-0-387-69002-5 și 0-387-69002-6 , citit online ) , p.  294
7. (ro) Robert H. Perry și Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers 'Handbook , Statele Unite, McGraw-Hill,1997, A 7- a  ed. , 2400  p. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , p.  2-50
8. "  Propan  " , la http://www.nist.gov/ (accesat la 20 aprilie 2009 )
9. (în) W. M Haynes, Handbook of Chemistry and Physics , CRC, 2010-2011 91 th  ed. , 2610  p. ( ISBN  978-1-4398-2077-3 ) , p.  14-40
10. (în) Carl L. Yaws, Manual de diagrame termodinamice: compuși organici de la C8 la C28 , vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co,1996, 396  p. ( ISBN  0-88415-857-8 )
11. Butan Propan gaze
12. (în) David R. Lide, Manual de chimie și fizică , Boca Raton, CRC,2008, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , p.  10-205
13. Număr index 601-003-00-5 în tabelul 3.1 din apendicele VI la Regulamentul CE nr. 1272/2008 (16 decembrie 2008)
14. „  Propan  ” în baza de date a produselor chimice Reptox a CSST (organizația din Quebec responsabilă de securitatea și sănătatea în muncă), accesată la 24 aprilie 2009
15. "  propan,  " la hazmap.nlm.nih.gov (accesat 14 noiembrie 2009 )
16. Karl Griesbaum, Arno Behr, Dieter Biedenkapp, Heinz-Werner Voges, Dorothea Garbe, Christian Paetz, Gerd Collin, Dieter Mayer, Hartmut Höke, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry , Hydrocarbons , Wiley-VCH Verlag,2000
17. Portalul companiei Gasfrac
18. Brino, A. și Albany, N. (2011), Noua metodă de fracking fără apă evită problemele de poluare, dar forajele încetinesc să o îmbrățișeze [PDF] , Insideclimatenews.org., 5  p.
19. Tang, W., Xiao, W., Wang, S., Ren, Z., Ding, J. și Gao, PX (2018), Stimularea oxidării catalitice a propanului prin agregate nanocristale fără CO 3 O 4 fără PGM prin leșierea chimică Un studiu comparativ cu Pt și Pd catalizatori pe bază , Applied Catalysis B: Mediu .
20. (es) Juan Pablo Hernández , Adriana Echavarría și Luz Amparo Palacio , „  Sinteza a două noi vanate de nichel și cupru-nichel folosite pentru dehidrogenarea oxidativă a propanului  ” , Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia ,Iunie 2013( ISSN  0120-6230 , citiți online )
21. (ro) "  Deshidrogenarea oxidativă a propanului cu N2O peste zeolit ​​Cr / FeZSM-5  " , Ing. compet. , vol.  15,2013( citește online )
22. (în) „  EFECTUL VANADIULUI ÎN CATALIZATORI DERIVAȚI DIN MATERIALE ASEMENATE HIDROTALCITEI ÎN DEHIDROGENAREA OXIDATIVĂ A PROPANULUI  ” , Revista Colombiana de Química ,2011( citește online )
23. (ro) "  EFECTUL PROMOVĂRII Mo-ului PD / g-Al2O3 CATALIZATORII SUPORTATI ÎN DEHIDROGENAREA OXIDATIVĂ A PROPANULUI  " , Dyna rev.fac.nac.minas ,2011( citește online )
24. (în) Studiile cinetice ale oxidării propanului sunt catalizatori pe bază de oxid mixt Mo și V ,2011( citește online )
25. (în) „  Rețeaua de reacție în stadiul de oxidare a propanului pe catalizatori de oxid pur MoVTeNb M1  ” , Journal of Catalysis , Vol.  311,2014, p.  369-385 ( citește online )
26. (în) „  multifuncționalitate a catalizatorilor de oxid cristalin MV (NBPT) M1 în oxidarea selectivă a alcoolului propan și benzilic  ” , catalizator ACS ,2013, p.  1103-1113 ( citește online )
27. (în) "  Chimia suprafeței fazei de oxid pur M1 MoVTeNb În timpul operației în oxidarea selectivă a propanului în acid acrilic  " , Journal of Catalysis , Vol.  285,2012, p.  48-60 ( citiți online )
28. Fabricarea păcurii , pe FioulMarket.fr (consultat la 23 august 2012)
29. Science et Vie , Știm ce degază Pământul cu hidrocarburi , n o  1098, martie 2009, p.  34 .
30. Eva Gomez, "  Primagaz lansează biopropane în Franța  " , pe environnement-magazine.fr ,28 martie 2018.
31. Aurélie Barbaux, "  Primagaz lansează biopropane în Franța  " ,28 martie 2018(accesat la 23 aprilie 2019 ) .
32. „Legislatura a 14-a” , pe questions.assemblee-nationale.fr
33. „  Total își va vinde filiala Totalgaz către Antargaz  ” , pe Les Echos ,3 iulie 2014(accesat pe 5 decembrie 2019 )

Vezi și tu

linkuri externe

• (ro) NIST Chemistry WebBook .
• Comitetul francez butan propan .